JP7436405B2 - 制振梁構造 - Google Patents

Description

本発明は、摩擦ダンパーが設けられる制振梁構造に関する。

例えば特許文献１には、建物本体と、建物本体に隣接する建造物との間にエキスパンションジョイントが設けられ、エキスパンションジョイントにおいて、建物本体側に設けられた摩擦接続部材と建造物側に設けられた摩擦接続部材とが所要の圧着力で摩擦接続された構成が開示されている。
特許文献１に開示されたような構成では、建物本体側に設けられた摩擦接続部材と建造物側に設けられた摩擦接続部材とが互いに接する摩擦面を１面備えるのみであり、十分な制振効果が得られない。

これに対し、特許文献２には、中板の一方の面側と他方の面側とにそれぞれ、相対移動したときの摩擦力により制振作用を得る摩擦板及び滑り板と、添板と、第１及び第２の支圧板とが積層され、これらが締結部材により締結されている構成の摩擦ダンパーが開示されている。この摩擦ダンパーは、中板の一方の面側と他方の面側とで、それぞれ、中板と添板との間に摩擦面が形成され、計２面の摩擦面を有している。
また、特許文献３には、水平架構側から垂下される建物部材に設けられた第１圧接板と、下方構造体側から立設される建物部材に設けられた第２圧接板とを有し、一方の圧接板が対をなして他方の圧接板を両面から挟み込んで重合され、両圧接板間に対をなす摩擦板と滑動板とが挟み込まれた構成が開示されている。このような構成では、他方の圧接板の両面側で、それぞれ一方の圧接板との間に摩擦面が形成され、計２面の摩擦面を有している。
特許文献２、３に開示されたような構成では、２面の摩擦面を有することで、特許文献１に開示されたような構成に比較すれば、高い制振効果が得られる。しかしながら、特許文献２、３に開示されたような構成を柱と鋼製梁との接合部に適用しようとした場合、鋼製梁に作用するせん断力が柱に効率的に伝達されないという課題がある。

特開２０１６－１９９８５６号公報 特許第６４３７３２８号 特開２００１－１７３２６４号公報

本発明が解決しようとする課題は、鋼製梁に作用するせん断力を柱に効率的に伝達するとともに、大地震発生時においては、鋼製梁から柱への過度な軸力の伝達を阻止可能とする、摩擦ダンパーを用いた制振梁構造を提供することである。

本発明者らは、制振梁構造として、鋼製梁を構成する第２水平鋼板と、鋼製ブラケットを構成する第１水平鋼板との間に２面摩擦接合させるように摩擦ダンパーを設置することで、常時、及び中小地震発生時には鋼製梁と鋼製ブラケットとは接合状態を維持し、大地震発生時には摩擦ダンパーにおいて滑りを発生させて、鋼製梁から鋼製ブラケットが接合される柱への過度な軸力の伝達を抑制することで、構造躯体の損傷や破壊が阻止可能な点に着眼して、本発明に至った。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の制振梁構造は、摩擦ダンパーを用いた制振梁構造であって、柱と接合される鋼製ブラケットと、前記摩擦ダンパーと、当該摩擦ダンパーを介して前記鋼製ブラケットに接合される鋼製梁と、を備え、前記鋼製ブラケットは第１水平鋼板を備え、前記鋼製梁は前記第１水平鋼板の上に位置するようにオーバーラップして設けられる第２水平鋼板を備え、前記第１水平鋼板と前記第２水平鋼板のいずれか一方の水平鋼板には、当該一方の水平鋼板との間で他方の水平鋼板を挟むように第１挟み鋼板が接合され、前記摩擦ダンパーは、前記他方の水平鋼板と、前記一方の水平鋼板と前記第１挟み鋼板の各々との間に、それぞれ滑り板と摩擦板が介装されて形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、鋼製梁の第２水平鋼板が、鋼製ブラケットの第１水平鋼板上に支持される。これにより、鋼製梁から柱に長期圧縮軸力が伝達される。
この摩擦ダンパーは、第１水平鋼板と第１挟み鋼板との間で第２水平鋼板を挟むように構成した場合、第２水平鋼板と第１水平鋼板との間、及び第２水平鋼板と第１挟み鋼板との間に、それぞれ滑り板と摩擦板とが介装される。また、摩擦ダンパーは、第２水平鋼板と第１挟み鋼板との間で第１水平鋼板を挟むように構成した場合、第１水平鋼板と第２水平鋼板との間、及び第１水平鋼板と第１挟み鋼板との間に、それぞれ滑り板と摩擦板とが介装される。このように、摩擦ダンパーは、複数の摩擦面を有している。
常時、及び水平荷重が摩擦接合強度を下回る中規模程度までの地震荷重に対しては、滑り板と摩擦板は互いに滑らないため、鋼製梁と鋼製ブラケットは相対変位が発生することはなく、鋼製梁と鋼製ブラケットが接合される柱が一体化された柱梁架構を維持することができる。よって、常時、及び中小地震に対して、柱と鋼製梁が一体化しているために、建物の外装材の損傷を抑制可能である。他方、水平荷重が摩擦接合強度を上回る大規模な地震荷重に対しては、制振梁構造を構成する滑り板と摩擦板の間に滑りが生じることで、鋼製梁から鋼製ブラケットが接合される柱に一定の軸力を伝達しつつ、過度な軸力の伝達を抑制することができる。具体的には、鋼製梁と鋼製ブラケットとの間で相対変位が生じることで、地震発生時の外力を吸収し、建物の柱梁架構の損傷、破壊が低減される。また、大地震発生時は、鋼製梁と鋼製ブラケットとの間の摩擦ダンパーで滑りが発生することで、建物の変形量を低減して、構造躯体の損傷を防ぐことができる。摩擦ダンパーは、上記のように摩擦面を２面有することによって、鋼製梁に作用するせん断力を柱に効率的に伝達するとともに、高い制振効果を得ることができる。
以上のようにして、鋼製梁に作用するせん断力及び軸力を柱に効率的に伝達可能するとともに、大地震発生時においては、鋼製梁から柱に一定に軸力を伝達しつつ、過度な軸力の伝達を阻止可能とする、摩擦ダンパーを用いた制振梁構造を提供することが可能となる。

本発明の一態様においては、本発明の制振梁構造は、前記鋼製ブラケットと前記鋼製梁は、上フランジ、下フランジ、ウェブ、及び前記上フランジと前記下フランジとの間に設けられた中間フランジを備え、前記第１水平鋼板と前記第２水平鋼板は前記鋼製ブラケット及び前記鋼製梁の各々の前記中間フランジであり、前記第１挟み鋼板と、前記第２水平鋼板、及び前記第１水平鋼板を貫通させるように設けられたボルトがナットで緊締されている。
このような構成によれば、鋼製梁の中間フランジと、鋼製ブラケットの中間フランジとを重ねた部分に摩擦ダンパーが形成される。

本発明の一態様においては、本発明の制振梁構造は、前記他方の水平鋼板には、当該他方の水平鋼板との間で前記一方の水平鋼板を挟むように第２挟み鋼板が接合され、前記摩擦ダンパーは、前記第２挟み鋼板と前記一方の水平鋼板の間にも滑り板と摩擦板が介装されて形成されている。
このような構成によれば、第２挟み鋼板と他方の水平鋼板との間に一方の水平鋼板を挟み込むことで、摩擦ダンパーが摩擦面を３面有することとなる。これにより、摩擦ダンパーにおける制振効果をさらに高めることができる。

本発明によれば、常時、及び中小地震発生時には、鋼製梁と柱が一体化された柱梁架構を維持されるためにせん断力とともに軸力が柱に効率的に伝達し、大地震発生時においては、鋼製梁から柱に一定に軸力を伝達しつつ、過度な軸力の伝達を阻止可能とする、摩擦ダンパーを用いた制振梁構造を提供することである。

本発明の実施形態に係る制振梁構造の構成を示す図である。 図１の制振梁構造に備えた摩擦ダンパーの拡大図である。 図２のＩ－Ｉ矢視断面図である。 図２のＩ－ＩＩ矢視断面図である。 本発明の実施形態の第１変形例に係る制振梁構造の構成を示す図である。 本発明の実施形態の第２変形例に係る制振梁構造の構成を示す図である。

本発明は、鋼製ブラケットを構成する第１水平鋼板と、鋼製梁を構成する第２水平鋼板、及びこれらのいずれか一方で他方を挟むように設けられた第１挟み鋼板により、２面摩擦接合される制振梁構造である。制振梁構造は、第１挟み鋼板を鋼製ブラケット側に設け、第１挟み鋼板と第１水平鋼板で第２水平鋼板を挟み込むように設けられた実施形態と、第１挟み鋼板を鋼製梁側に設け、第１挟み鋼板と第２水平鋼板で第１水平鋼板を挟み込むように設けられた第１変形例、及び、上記実施形態に対して更に、鋼製梁に第２挟み鋼板を設け、第２挟み鋼板と第２水平鋼板で第１水平鋼板を挟むように設けた第２変形例がある。
以下、添付図面を参照して、本発明による制振梁構造を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態に係る制振梁構造の構成を示す図を図１に示す。図２は、図１の制振梁構造に備えた摩擦ダンパーの拡大図である。図３は、図２のＩ－Ｉ矢視断面図である。図４は、図２のＩ－ＩＩ矢視断面図である。
図１～図４に示されるように、本実施形態に係る制振梁構造は、建物の躯体を構成する柱梁架構１において、互いに隣り合う柱２同士の間に架設される梁３に適用される。この梁３の制振梁構造は、柱２に接合される鋼製ブラケット１０と、鋼製ブラケット１０に端部が接合される鋼製梁２０と、摩擦ダンパー３０と、を備えている。
本実施形態においては、柱梁架構１は、例えば２つの構造物間に設けられるエキスパンションジョイントである。この場合において、梁３は一方の構造物に設けられ、鋼製ブラケット１０及び当該鋼製ブラケット１０が接合された柱２は他方の構造物に設けられる。地震が生じ、これら２つの構造物が互いに相対変位（図１矢印Ｄ参照）した際には、摩擦ダンパー３０がこの相対変位を調整する。

鋼製ブラケット１０は、柱２と一体に接合されている。鋼製ブラケット１０は、柱２から水平方向に沿って鋼製梁２０の延伸方向に突出して設けられている。鋼製ブラケット１０は、上フランジ１１と、下フランジ１２と、ウェブ１３と、中間フランジ１４と、を有している。上フランジ１１と下フランジ１２とは、上下方向に間隔をあけて設けられている。上フランジ１１，下フランジ１２は、それぞれ水平面内に沿って形成されている。ウェブ１３は、上フランジ１１と下フランジ１２とを結ぶよう、鉛直面内に沿って形成されている。中間フランジ１４は、上フランジ１１と下フランジ１２との間で、ウェブ１３から水平方向両側に突出している（図４参照）。
鋼製ブラケット１０の下部１０ｂにおいて、中間フランジ１４と、下フランジ１２と、中間フランジ１４と下フランジ１２との間の下部ウェブ１３ｂとが、鋼製ブラケット１０の上部１０ａに対して鋼製梁２０側に突出することで、ブラケット突出部１０Ｔが形成されている。鋼製ブラケット１０は、後述する摩擦ダンパー３０を介して鋼製梁２０と接合するため、一方の水平鋼板としての第１水平鋼板１５を有している。第１水平鋼板１５は、中間フランジ１４（の一部）である。

鋼製梁２０は、互いに隣り合う柱２間で水平方向に延びている。鋼製梁２０は、上フランジ２１と、下フランジ２２と、ウェブ２３と、中間フランジ２４と、を有している。上フランジ１１と下フランジ１２とは、上下方向に間隔をあけて設けられている。上フランジ２１，下フランジ２２は、それぞれ水平面内に沿って形成されている。ウェブ２３は、上フランジ２１と下フランジ２２とを結ぶよう、鉛直面内に沿って形成されている。中間フランジ２４は、鋼製梁２０において、鋼製ブラケット１０に接合される梁端に設けられている。中間フランジ２４は、上フランジ２１と下フランジ２２との間で、ウェブ２３から水平方向両側に突出している（図４参照）。
鋼製梁２０の上部２０ａにおいて、上フランジ２１と、中間フランジ２４と、上フランジ２１と中間フランジ２４との上部ウェブ２３ａとが、鋼製梁２０の下部２０ｂに対して鋼製ブラケット１０側に突出することで、梁突出部２０Ｔが形成されている。鋼製梁２０の上部２０ａ（梁突出部２０Ｔ）と鋼製ブラケット１０の上部１０ａ、鋼製梁２０の下部２０ｂと鋼製ブラケット１０の下部１０ｂ（ブラケット突出部１０Ｔ）の間には、それぞれ所定寸法の隙間Ｓが形成されている。この隙間Ｓは、地震発生時等に鋼製梁２０と鋼製ブラケット１０とが鋼製梁２０の延伸方向に相対変位した場合に、双方が衝突するのを防ぐような寸法に設定されている。
梁突出部２０Ｔの中間フランジ２４は、ブラケット突出部１０Ｔの中間フランジ１４（第１水平鋼板１５）の上方に積層されて配置されている。鋼製梁２０は、後述する摩擦ダンパー３０を介して鋼製ブラケット１０と接合するため、他方の水平鋼板としての第２水平鋼板２５を有している。第２水平鋼板２５は、中間フランジ２４（の一部）である。つまり、第２水平鋼板２５は、第１水平鋼板１５の上に位置するようにオーバーラップして設けられている。

図３、図４に示すように、摩擦ダンパー３０は、ウェブ１３、２３に対して水平方向両側にそれぞれ設けられている。図２～図４に示すように、各摩擦ダンパー３０は、ブラケット突出部１０Ｔと、梁突出部２０Ｔとが上下に重ね合わされた部分に設けられている。各摩擦ダンパー３０には、第２水平鋼板２５の下側に、後に説明する滑り板３６と摩擦板３７を介して、第１水平鋼板１５、第２の支圧板３４、及び第１の支圧板３５が、この順に積層されている。各摩擦ダンパー３０には、第２水平鋼板２５の上側に、後に説明する滑り板３６と摩擦板３７を介して、第１挟み鋼板３１、第２の支圧板３４、及び第１の支圧板３５が、この順に積層されている。
図２に示すように、第１挟み鋼板３１は、第１水平鋼板１５との間に第２水平鋼板２５を挟み込むように配置されている。第１挟み鋼板３１は、第２水平鋼板２５よりも柱２側に突出するように伸びている。第１挟み鋼板３１は、第２水平鋼板２５よりも柱２側で、フィラープレート３２を介して第１水平鋼板１５に接合されている。フィラープレート３２は、第２水平鋼板２５と、２組の、後に説明する滑り板３６と摩擦板３７の、各々の厚さをあわせた厚さを備えている。第１挟み鋼板３１は、フィラープレート３２、第１水平鋼板１５を貫通するボルト３３Ａ、及びナット３３Ｂにより、第１水平鋼板１５に接合されている。

図２～図４に示すように、第２水平鋼板２５と、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１との間の各々には、第２水平鋼板２５側に滑り板３６が介装され、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１側に摩擦板３７が介装されている。
図２に示すように、第２水平鋼板２５には、長穴２５ａが形成されている。また、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１、及び、上下に２つが設けられた第１の支圧板３５の各々にはそれぞれ穴１５ａ、３１ａ、３５ａが形成されている。大規模な地震が生じると、第２水平鋼板２５と、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１とは、鋼製梁２０の延伸方向に、互いに相対移動する。第２水平鋼板２５の長穴２５ａは、この鋼製梁２０の延伸方向に延在するように設けられている。長穴２５ａと、穴１５ａ、３１ａ、３５ａの各々は、鋼製梁２０の延伸方向に一列となるように整列して設けられている。
第２の支圧板３４は、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１の各々と、第１の支圧板３５との間に、それぞれの穴１５ａ、３１ａ、３５ａを挟んで両側に配置されている。この状態で、第１水平鋼板１５に対して上側の第１の支圧板３５の上方から、第１水平鋼板１５に対して下側の第１の支圧板３５までの、各部材の長穴２５ａと、穴１５ａ、３１ａ、３５ａ内に、ボルト３８が挿通され、その先端にナット３９が緊締されている。これにより、第２水平鋼板２５、滑り板３６、摩擦板３７、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１、第２の支圧板３４、及び、第１の支圧板３５が、互いに接近する方向に押圧状態で固定、圧着された構造となっている。

滑り板３６は、鋼製梁２０の延伸方向に延びる平面視長方形の板状の部材である。滑り板３６は金属、特にステンレスなどで形成されるが、これに限られない。２枚の滑り板３６が、滑り板３６の長さ方向が第２水平鋼板２５の長穴２５ａと平行になるように、長穴２５ａの両側にそれぞれ配置され、第２水平鋼板２５に接合されている。
摩擦板３７は、鋼製梁２０の延伸方向に延びる平面視長方形の板状の部材である。摩擦板３７は金属、特に焼結金属系摩擦材や金属系摩擦材などで形成されるが、これに限られず、例えば各種材料からなるブレーキ材を用いてもよい。摩擦板３７は、各滑り板３６に対応して用意され、各々の一方の面が、ボルト３８及びナット３９により各部材が締結された後は滑り板３６の各々と圧着し、かつ摩擦板３７の長さ方向が第２水平鋼板２５の長穴２５ａと平行になるように、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１の穴１５ａ、３１ａの両側にそれぞれ配置されている。摩擦板３７の他方の面は、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１に接合されている。

第２の支圧板３４は、鋼製梁２０の延伸方向に延びる平面視長方形の板状の部材である。第２の支圧板３４は、ＳＳ４００などの一般構造用圧延鋼材や、ＳＭ４９０などの溶接構造用圧延鋼材などで形成されるが、これに限られない。
第２の支圧板３４は、各摩擦板３７に対応して用意され、第２の支圧板３４の長さ方向が第２水平鋼板２５の長穴２５ａと平行になるように、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１の穴１５ａ、３１ａを挟んで、それぞれ配置されている。第２の支圧板３４の、第２水平鋼板２５と第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１が相対移動する方向に直交する方向の幅は、摩擦板３７の同方向の幅とほぼ同じであり、第２の支圧板３４と摩擦板３７は、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１の幅方向における位置が同じになるように配置されている。第２の支圧板３４の平面形状が、摩擦板３７の平面形状とほぼ同じであってもよい。
第２の支圧板３４の、第１の支圧板３５側の面には、図４に示すように、第２水平鋼板２５と第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１が相対移動する方向に直交する幅方向の中央部に、第２の支圧板３４の長さ方向と平行な凸条３４ａが設けられている。

第１の支圧板３５は、矩形の板状の部材である。第１の支圧板３５は、ＳＳ４００などの一般構造用圧延鋼材や、ＳＭ４９０などの溶接構造用圧延鋼材などで形成されるが、これに限られない。第１の支圧板３５の一方の面には、各第２の支圧板３４の凸条３４ａが当接するように、穴３５ａを挟んで、第２の支圧板３４が配置されている。
上記したような、滑り板３６、摩擦板３７、第１の支圧板３５、及び第２の支圧板３４を用いて、これらと第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１、及び第２水平鋼板２５がボルト３８及びナット３９により緊締された構成は、ウェブ１３、２３に対して水平方向両側に、それぞれ２組ずつ、計４組が備えられている。

上記のように構成された摩擦ダンパー３０では、第２水平鋼板２５に図１にＡで示される方向に、また、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１に、Ａとは反対の、Ｂで示される方向に、それぞれ水平荷重が作用した場合の制震ダンパーとしての作用を説明する。逆向きの水平荷重が作用した場合においても以下と同様な説明が可能である。
第２水平鋼板２５と第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１のそれぞれに逆方向に作用した力により、第２水平鋼板２５は、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１に対して相対的に離れるように変位しようとする。ここで、摩擦板３７は第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１に接合され、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１は、ボルト３８及びナット３９によって、第１の支圧板３５と結合されている。これに対し、滑り板３６は、第２水平鋼板２５に接合されており、摩擦板３７とは接合されていない。このため、滑り板３６と摩擦板３７は、各々が接合された第２水平鋼板２５と、第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１の各々とともに、互いに離れるように変位しようとする。これにより、滑り板３６と摩擦板３７との界面で摩擦が生じる。
この摩擦力による接合強度が、水平荷重よりも大きければ、滑り板３６と摩擦板３７は滑らず、したがって、第２水平鋼板２５と、第１水平鋼板１５及び第１挟み鋼板３１とは、相対変位しない。
水平荷重が摩擦力による接合強度よりも大きくなると、滑り板３６と摩擦板３７は互いに滑り、第２水平鋼板２５と、第１水平鋼板１５及び第１挟み鋼板３１とが、相対変位する。このとき、ボルト３８は、鋼製梁２０の延伸方向、すなわち第２水平鋼板２５の移動方向に長く開設された長穴２５ａを挿通しているため、第２水平鋼板２５はボルト３８に阻害されずに移動可能である。

上記のような摩擦ダンパー３０に関し、ボルト３８及びナット３９の締結力による押圧力は、ボルト３８の頭部から第１の支圧板３５を経て、２つの第２の支圧板３４のそれぞれに分散して伝達される。各第２の支圧板３４はその凸条３４ａで第１の支圧板３５と接しているため、各第２の支圧板３４は第１の支圧板３５から伝達された圧力を、凸条３４ａで集約して受ける。第２の支圧板３４の凸条３４ａは、第２の支圧板３４の幅方向の中央部に設けられているため、凸条３４ａに集約された圧力は、凸条３４ａから第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１に向かって広がりながら伝達される。第２の支圧板３４の幅は、摩擦板３７の幅とほぼ同じであり、結果として、ほぼ一様な面圧力が、摩擦板３７に伝達される。
摩擦板３７に作用する面圧力は上記のようにほぼ一様であるため、第２水平鋼板２５と第１水平鋼板１５、第１挟み鋼板３１の相対移動により滑り板３６と摩擦板３７との界面に生じる摩擦は、摩擦板３７の局所的な部位に偏らず、摩擦板３７の全域において一様に発生する。このため、滑り板３６と摩擦板３７の局所的な摩耗が抑制される。

上述したような制振梁構造は、摩擦ダンパー３０を用いた制振梁構造であって、柱２と接合される鋼製ブラケット１０と、摩擦ダンパー３０と、摩擦ダンパー３０を介して鋼製ブラケット１０に接合される鋼製梁２０と、を備え、鋼製ブラケット１０は第１水平鋼板１５を備え、鋼製梁２０は第１水平鋼板１５の上に位置するようにオーバーラップして設けられる第２水平鋼板２５を備え、第１水平鋼板１５には、第１水平鋼板１５との間で第２水平鋼板２５を挟むように第１挟み鋼板３１が接合され、摩擦ダンパー３０は、第２水平鋼板２５と、第１水平鋼板１５と第１挟み鋼板３１の各々との間に、それぞれ滑り板３６と摩擦板３７が介装されて形成されている。
このような構成によれば、鋼製梁２０の第２水平鋼板２５が、鋼製ブラケット１０の第１水平鋼板１５上に支持される。これにより、鋼製梁２０と鋼製ブラケット１０が摩擦ダンパー３０を介して接合されて、鋼製梁２０に作用するせん断力に抵抗可能となる。
この摩擦ダンパー３０においては、第１水平鋼板１５と第１挟み鋼板３１との間で第２水平鋼板２５を挟むように構成されており、第２水平鋼板２５と第１水平鋼板１５との間、及び第２水平鋼板２５と第１挟み鋼板３１との間に、それぞれ滑り板３６と摩擦板３７とが介装される。このように、摩擦ダンパー３０は、複数の摩擦面を有している。
このため、常時、及び水平荷重が摩擦接合強度を下回る中規模程度までの地震荷重に対しては、滑り板３６と摩擦板３７は互いに滑らないため、鋼製梁２０と鋼製ブラケット１０との間には相対変位が発生することはなく、鋼製梁２０と鋼製ブラケット１０が接合される柱２が一体化された柱梁架構を維持することで、鋼製梁２０に作用するせん断力が柱に効率的に伝達される。よって、常時、及び中小地震に対して、柱２と鋼製梁２０が一体化しているために、建物の外装材の損傷を抑制可能である。他方、水平荷重が摩擦接合強度を上回る大規模な地震荷重に対しては、制振梁構造を構成する滑り板３６と摩擦板３７の間に滑りが生じることで、鋼製梁２０から鋼製ブラケット１０が接合される柱２に一定の軸力を伝達しつつ、過度な軸力の伝達を抑制することができる。これにより、鋼製梁２０と鋼製ブラケット１０が相対変位して、地震時に生じる外力を吸収し、建物の柱梁架構１の損傷、破壊を低減することができる。摩擦ダンパー３０は、上記のように、このような摩擦面を２面有する、２面摩擦接合によって、鋼製梁２０に作用するせん断力を柱２に効率的に伝達するとともに、高い制振効果を得ることができる。
以上のようにして、常時、及び中小地震発生時には、鋼製梁２０と柱２が一体化された柱梁架構を維持し、鋼製梁２０に作用するせん断力及び軸力を柱２に効率的に伝達可能するとともに、大地震発生時においては、鋼製梁２０から柱２に一定に軸力を伝達しつつ、過度な軸力の伝達を阻止可能とする、制振梁構造を提供することが可能となる。

また、上述したような制振梁構造は、鋼製ブラケット１０と鋼製梁２０は、上フランジ１１、２１、下フランジ１２、２２と、ウェブ１３、２３、及び上フランジ１１、２１と前記下フランジ１２、２２との間に設けられた中間フランジ１４、２４を備え、第１水平鋼板１５と第２水平鋼板２５は鋼製ブラケット１０及び鋼製梁２０の各々の中間フランジ１４、２４であり、第１挟み鋼板３１と、第２水平鋼板２５、及び第１水平鋼板１５を貫通させるように設けられたボルト３８がナット３９で緊締されている。
このような構成によれば、鋼製梁２０の中間フランジ１４、２４と、鋼製ブラケット１０の中間フランジ１４、２４とを重ねた部分に摩擦ダンパー３０が形成される。

特に、本実施形態においては、上記のような精神梁構造を、エキスパンションジョイントに適用している。これにより、２つの構造物が、滑り板３６と摩擦板３７の間の摩擦力によって摩擦接続されて一体化され、この摩擦力による接合強度を上回る水平荷重が作用した際に、２つの構造物間が相対移動する構造となっている。
すなわち、水平荷重が摩擦力による接合強度より小さい間は、２つの構造物の間に相対変位が生じないように摩擦接合で維持し、水平荷重が摩擦力による接合強度を越えたときにのみ、滑り板３６と摩擦板３７の間の摩擦により２つの構造物の間に相対変位を生じさせる。したがって、２つの構造物間のクリアランス、すなわち図２等における、鋼製梁２０と鋼製ブラケット１０の間の隙間Ｓを、小さくすることができる。

（実施形態の第１変形例）
なお、本発明の制振梁構造は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、第１挟み鋼板３１を、第２水平鋼板２５の上側に配置し、第１水平鋼板１５に接合するようにしたが、これに限らない。
図５は、本発明の実施形態の第１変形例に係る制振梁構造の構成を示す図である。
例えば、図５に示すように、摩擦ダンパー３０Ｂの第１挟み鋼板３１Ｂを、一方の水平鋼板としての第２水平鋼板２５の下面にフィラープレート３２Ｂを介して接合することで、他方の水平鋼板としての第１水平鋼板１５の下側に配置するようにしてもよい。この場合も、第１水平鋼板１５と、第２水平鋼板２５及び第１挟み鋼板３１Ｂの各々との間に、それぞれ滑り板３６と摩擦板３７が介装されて形成されている。
この場合においては、第１水平鋼板１５に対し、第２水平鋼板２５と第１挟み鋼板３１Ｂが一体となって相対変位する。このため、第２水平鋼板２５ではなく、第１水平鋼板１５側に、長孔が設けられている。

本変形例における制振梁構造は、摩擦ダンパー３０Ｂを用いた制振梁構造であって、柱２と接合される鋼製ブラケット１０と、摩擦ダンパー３０Ｂと、摩擦ダンパー３０Ｂを介して鋼製ブラケット１０に接合される鋼製梁２０と、を備え、鋼製ブラケット１０は第１水平鋼板１５を備え、鋼製梁２０は第１水平鋼板１５の上に位置するようにオーバーラップして設けられる第２水平鋼板２５を備え、第２水平鋼板２５には、第２水平鋼板２５との間で第１水平鋼板１５を挟むように第１挟み鋼板３１Ｂが接合され、摩擦ダンパー３０Ｂは、第１水平鋼板１５と、第２水平鋼板２５と第１挟み鋼板３１Ｂの各々との間に、それぞれ滑り板３６と摩擦板３７が介装されて形成されている。
このような構成によれば、鋼製梁２０の第２水平鋼板２５が、鋼製ブラケット１０の第１水平鋼板１５上に支持される。これにより、鋼製梁２０と鋼製ブラケット１０が摩擦ダンパー３０Ｂを介して接合されて、鋼製梁２０に作用するせん断力に抵抗可能となる。
この摩擦ダンパー３０Ｂにおいては、第２水平鋼板２５と第１挟み鋼板３１Ｂとの間で第１水平鋼板１５を挟むように構成されており、第１水平鋼板１５と第２水平鋼板２５との間、及び第１水平鋼板１５と第１挟み鋼板３１Ｂとの間に、それぞれ滑り板３６と摩擦板３７とが介装される。このように、摩擦ダンパー３０Ｂは、複数の摩擦面を有している。
地震発生時において、水平荷重が摩擦接合強度を下回る中規模程度までの地震荷重に対しては、滑り板３６と摩擦板３７は互いに滑らないため、鋼製梁２０と鋼製ブラケット１０は相対変位しない。水平荷重が摩擦接合強度を上回る大規模な地震荷重に対しては、制振梁構造を構成する滑り板３６と摩擦板３７の間に滑りが生じて梁３が制振構造から柔構造へ移行する。これにより、鋼製梁２０と鋼製ブラケット１０が相対変位して、地震時に生じる外力を吸収し、建物の柱梁架構１の損傷、破壊を低減することができる。摩擦ダンパー３０Ｂは、上記のように、このような摩擦面を２面有することによって、高い制振効果を得ることができる。
以上のようにして、常時、及び中小地震発生時には、鋼製梁と柱が一体化された柱梁架構を維持し、鋼製梁２０に作用するせん断力を柱２に効率的に伝達可能するとともに、大地震発生時においては、鋼製梁から柱への過度な軸力の伝達を阻止可能とする、制振梁構造を提供することが可能となる。

（実施形態の第２変形例）
図６は、本発明の実施形態の第２変形例に係る制振梁構造の構成を示す図である。
図６に示すように、摩擦ダンパー３０Ｃを、上記実施形態で示した構成に加えて、上記第１変形例として示した構成と同様に、第２水平鋼板２５の下面に、フィラープレート４２を介して第２挟み鋼板４１を接合し、第２水平鋼板２５と第２挟み鋼板４１との間で、第１水平鋼板１５を挟むようにしてもよい。この場合、摩擦ダンパー３０Ｃには、第２挟み鋼板４１と第１水平鋼板１５の間にも滑り板３６と摩擦板３７を介装して形成する。
すなわち、本変形例の制振梁構造においては、他方の水平鋼板としての第２水平鋼板２５には、第２水平鋼板２５との間で一方の水平鋼板としての第１水平鋼板１５を挟むように第２挟み鋼板４１が接合され、摩擦ダンパー３０Ｃは、第２挟み鋼板４１と第１水平鋼板１５の間にも滑り板３６と摩擦板３７が介装されて形成されている。
このような構成によれば第２挟み鋼板４１と第２水平鋼板２５との間で第１水平鋼板１５を挟み込むことで、摩擦ダンパー３０が３面の摩擦面を有する、３面摩擦接合となる。これにより、摩擦ダンパー３０における制振効果をさらに高めることができる。
なお、図６に示す第２変形例による３面摩擦接合では、第２挟み鋼板４１と第１水平鋼板１５との間、第１水平鋼板１５と第２水平鋼板２５との間、及び第２水平鋼板２５と第１挟み鋼板３１との間に、其々滑り板３６と摩擦板３７が設置され、ボルト３８が第１の緊締力によってナット３９で締結されている。また、鋼製ブラケット１０では、フィラープレート３２を介して第１挟み鋼板３１がボルト３３Ａにより第２の緊締力によって締結されている。鋼製梁２０では、フィラープレート４２を介して第２挟み鋼板４１がボルト４３により第３の緊締力によって締結されている。そして、３面摩擦接合を実現するために、第２の緊締力、及び第３の緊締力は、第１の緊締力より大きく、地震発生時には摩擦ダンパー３０を構成する摩擦板３７に滑りが生じるように設置されている。

（その他の変形例）
また、上記実施形態では、摩擦ダンパー３０をエキスパンションジョイントに適用する構成としたが、摩擦ダンパー３０は、構造物の他の部位、用途にも使用できるのは言うまでもない。
また、上記実施形態においては、滑り板３６は第２水平鋼板２５に、摩擦板３７は第１水平鋼板１５と第１挟み鋼板３１に、それぞれ接合されていたが、これに限られない。例えば、滑り板３６は第１水平鋼板１５と第１挟み鋼板３１に、摩擦板３７は第２水平鋼板２５に、それぞれ接合されていてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

２ 柱 ２３ ウェブ
３梁 ２４ 中間フランジ
１０ 鋼製ブラケット ２５ 第２水平鋼板
１１ 上フランジ ３０、３０Ｂ、３０Ｃ 摩擦ダンパー
１２ 下フランジ ３１、３１Ｂ 第１挟み鋼板
１３ ウェブ ３６ 滑り板
１４ 中間フランジ ３７ 摩擦板
１５ 第１水平鋼板 ３８ ボルト
２０ 鋼製梁 ３９ ナット
２１ 上フランジ ４１ 第２挟み鋼板
２２ 下フランジ

Claims (3)

1. 摩擦ダンパーを用いた制振梁構造であって、
   柱と接合される鋼製ブラケットと、
   前記摩擦ダンパーと、
   当該摩擦ダンパーを介して前記鋼製ブラケットに接合される鋼製梁と、を備え、
   前記鋼製ブラケットは第１水平鋼板を備え、前記鋼製梁は前記第１水平鋼板の上に位置するようにオーバーラップして設けられる第２水平鋼板を備え、前記第１水平鋼板と前記第２水平鋼板のいずれか一方の水平鋼板には、当該一方の水平鋼板との間で他方の水平鋼板を挟むように第１挟み鋼板が接合され、
   前記摩擦ダンパーは、前記他方の水平鋼板と、前記一方の水平鋼板と前記第１挟み鋼板の各々との間に、それぞれ滑り板と摩擦板が介装されて形成されていることを特徴とする制振梁構造。
2. 前記鋼製ブラケットと前記鋼製梁は、上フランジ、下フランジ、ウェブ、及び前記上フランジと前記下フランジとの間に設けられた中間フランジを備え、前記第１水平鋼板と前記第２水平鋼板は前記鋼製ブラケット及び前記鋼製梁の各々の前記中間フランジであり、
   前記第１挟み鋼板と、前記第２水平鋼板、及び前記第１水平鋼板を貫通させるように設けられたボルトがナットで緊締されていることを特徴とする請求項１に記載の制振梁構造。
3. 前記他方の水平鋼板には、当該他方の水平鋼板との間で前記一方の水平鋼板を挟むように第２挟み鋼板が接合され、
   前記摩擦ダンパーは、前記第２挟み鋼板と前記一方の水平鋼板の間にも滑り板と摩擦板が介装されて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の制振梁構造。
   

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